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Pompe à chaleur air-air : simplement une solution BBC

Par Philippe NUNES - Ingénieur ENSAIS-ICG et Directeur Général d'XPAIR

Les pompes à chaleur air-air ne bénéficie plus de crédit d'impôt et pourtant leurs ventes ont progressé en 2010 contrairement aux autres pompes à chaleur air-eau pourtant aidées par le CDD ! Bien installée la PAC air-air est une solution simple utilisant l'énergie électrique, bien plus économique que notre bon vieux convecteur à effet Joule ! Et nous pouvons prédire que cette solution possède tous les atouts pour être conforme à la RT 2012 et réaliser une installation basse consommation utilisant l'énergie électrique.

1°/ Ce dont souffre la pompe à chaleur : va et vient des pouvoirs publics

Les conférences en Juillet 2011 lors des « premières rencontres de la pompe à chaleur » ont démontré qu’au-delà de la crise de 2008, ce dont a souffert la pompe à chaleur, c’est une instabilité de vision des pouvoirs publics. Crédit d’impôt pompe à chaleur de 40% pour toutes les PAC en 2005, crédit d’impôt de 50% pour toutes les PAC en 2006, suppression du crédit d’impôt pour les PAC air-air en 2009 et baisse à 40% pour les autres PAC, en 2010 crédit d’impôt de 40% pour la géothermie et 25% pour les PAC air-eau. En 2011, crédit d’impôt de 36% pour les PAC sol/eau et eau/eau et de 22% pour les PAC air-eau.

Tout ce « va et vient » a provoqué l’instabilité de la profession et l’apparition des éco-délinquants qui vendaient des installations de pompe à chaleur en affichant l’économie d’impôt !

Le prochain label Quali-Grenelle devrait améliorer les choses (Pour en savoir plus, consulter la chronique Quali-Grenelle)

Par ailleurs, la pompe à chaleur a été décriée dans un proche passé, comme un vulgaire « climatiseur » qui consommait abusivement une précieuse énergie, avec de plus l’usage de fluides réfrigérants nocifs pour notre couche d’ozone.  Cette énergie précieuse étant pour la France principalement d’origine nucléaire, à comparer avec les autres énergies majeures telles le gaz et le fioul, que nous importons en totalité !!

Conséquences de ce désordre :

  • Depuis le 4 juillet 2009, une Attestation de Capacité est obligatoire pour acheter et manipuler des Fluides Frigorigènes et donc pour les installateurs et mainteneurs de pompe à chaleur,
  • Le crédit d’impôt pompe à chaleur air-air a été supprimé depuis 2009,
  • Les ventes de pompes à chaleur air-air s’envolent en 2010 et 2011 !


2°/ La pompe à chaleur air-air progresse, cherchez l'erreur !

Pour une construction très bien isolée, la pompe à chaleur air-air part d’un concept simple de détente directe utilisant le vecteur air. Pas de fluide eau intermédiaire, et dans les faits, une installation plus simple qu’une installation à eau chaude ; elle-même plus coûteuse avec un bilan énergie grise plus élevé (échangeur, tubes, terminaux tels que radiateurs, plancher chauffant,….).

Les dernières techniques de régulation permettent ainsi avec une pompe à chaleur en modèle plafonnier d’assurer le confort de plusieurs zones de chauffe avec une zonification ou système de zoning. Ces solutions permettent ainsi de travailler avec des PAC mode Inverter, de jouer sur les vitesses de ventilation pour économiser au maximum l’énergie des auxiliaires, et de réguler pièce par pièce chaque salle.


Les possibilités d’installation sont nombreuses et plutôt développées technologiquement : grilles intelligentes, régulations sans fil adaptées à la rénovation, gestion domotique globale avec actions sur stores, éclairage...

Système AT HOME de chez AIRZONE domotique complet avec confort par zonification,
commande des stores, éclairages, appareils ménagers, sonorisation, interphone,
….

3°/ La pompe à chaleur remplacera-t-elle nos convecteurs électriques ?

La solution pompe à chaleur air-air est ainsi à reconsidérer. Avec les technologies Inverter, la modulation des débits d’air, la solution PAC offre des rendements COP allant de 2,5 à 4. Certes, le COP chute avec des températures extérieures négatives, ce qui permet de privilégier la solution PAC air-air pour toute la zone du sud de la France. La pompe à chaleur air-air peut alors fonctionner avec des COP intéressants de l’ordre de 2,5 à 3,5 annuels. Dans ces régions où la promotion immobilière a largement installé dans les années 80 des simples convecteurs électriques, remplacer ces derniers par des pompes à chaleur air-air reviendrait à diviser par 3 les consommations et ainsi atteindre les objectifs BBC en rénovation thermique ; soit un seuil de 80 kWh(ep)/m².an selon le référentiel BBC-Effinergie® Rénovation.

Etudes du coefficient de performance avec passerelle de gestion éliminant le bypass d'air
et travaillant sur les vitesses de ventilation de l'unité intérieure PAC


4°/ La pompe à chaleur en mode réversible pour un confort d'été ? Pas si bête en zone H3 !

Effectivement si le schéma de conception d’installer de la pompe à chaleur air-air en rénovation BBC ou en neuf BBC dans les zones de France au climat le plus clément peut paraître une règle simpliste, n’oublions pas que la PAC peut également travailler en mode réversible en rafraîchissement, et ainsi assurer un confort d’été bien utile dans des constructions de plus en plus étanches et isolées de l’extérieur !
Les températures d’été étant de plus en plus aléatoires, cf la canicule de 2003 et la fin de notre été 2011 avec du 40°C extérieur, un rafraîchissement d’ambiance sera bien approprié pour éviter de suffoquer dans des logements étanches, des constructions pour personnes âgées, et des bureaux. La « climatisation » n’est pas un « gros mot » quand elle part d’un concept de chauffage et de moindre consommation annuelle dans le respect des critères BBC où le confort de l’individu ne doit pas être perdu de vue !

5°/ L'aspect eau chaude sanitaire et la pompe à chaleur air-air

La part de consommation l’eau chaude sanitaire est certes prépondérante dans le bilan de consommation annuel BBC. Il atteint près de 50% des 50 kWh(ep)/m².an. Car les besoins en chauffage sont diminués de part la sur-isolation thermique, la récupération du solaire passif et la forte étanchéité à l’air des constructions. Deux kilowatts peuvent suffirent pour chauffer un pavillon BBC de 150 m² ! Par contre, les besoins sanitaires en eau chaude dépendent de notre hygiène de vie, ils sont stables et ne peuvent diminuer surtout dans des applications telles que l’habitation, les résidences communes, ….. Et il faudra environ 15 kW pour faire face à l’appel de pointe de l’ECS du même pavillon de 150 m². Se pose donc le problème de l’appel de puissance et de la capacité tampon. C’est un point faible de la pompe à chaleur Air/Air qui en solution gainable par exemple est limitée à assurer le confort thermique toute saisons. L’eau chaude sanitaire en mode basse consommation pourra alors s’effectuer « en solution électrique » principalement de deux façons :

Par ailleurs, cette  proportion importante liée à l’eau chaude sanitaire a ainsi conduit à des solutions utilisant l’énergie gaz, plus réactive pour produire de l’ECS et moins pénalisée en termes de coefficient de conversion de l’énergie primaire (1 pour le gaz contre 2,58 pour l’électricité).

A titre d’exemple, le concept YZENTIS associe une chaudière gaz condensation dédiée à la production d’eau chaude sanitaire, à un caisson de traitement d’air fonctionnant sur le principe de la zonification pour un coût de 3500 à 5000 €uros TTC/logement BBC.

Exemple de module solution BBC vecteur air avec une chaudière gaz

6°/ La ventilation connectée à une pompe à chaleur

La ventilation est un poste énergétique également important par rapport aux simples déperditions statiques. Si la ventilation est de type simple flux, les systèmes de chauffage et de ventilation sont séparés et devront être vérifiés sur le plan du respect de la RT 2012.

Néanmoins des solutions combinées avec la VMC et la pompe à chaleur existent et permettent ainsi de lier ces dispositifs :

- Le chauffe-eau thermodynamique lié à la VMC tel le système Aéromax de Thermor

- L’amenée d’air neuf d’une VMC double-flux connectée directement sur l’unité intérieur de la pompe à chaleur


Caisson de PAC gainable avec connexion gaine oblong pour air neuf de la VMC

7°/ Quelques inconvénients subsistent bien évidemment !

La pompe à chaleur air-air est un système frigorifique et demande un entretien et une maintenance appropriés. Le coût du contrat d’entretien sera alors légèrement supérieur à un service d’entretien de chaudière gaz si l’on inclut toutes les opérations : vérifications des pressions et des sécurités, appoint de réfrigérant, nettoyages des unités, des filtres, ….

La pompe à chaleur intègre des équipements tournants émetteurs de vibrations et donc de bruit. La conception et l’installation devront tenir compte de ces points  encore que les dernières technologies  telles l’Inverter, la ventilation à débit variable, …., donnent des résultats satisfaisants sur le plan du confort acoustique.

De même, cet aspect dynamique peut être un inconvénient au niveau des vitesses d’air résiduelles. Bien que les débits notamment des PAC gainables occasionnent des niveaux sonores de plus en plus maîtrisés, une attention particulière devra s’effectuer au niveau des diffuseurs et grilles de soufflage pour ne pas incommoder de courants d’air les occupants.

Bref, une conception un peu plus délicate qu’une simple chaudière avec des tubes ! Mais avec l’avantage d’une meilleur flexibilité de l’espace au sol puisque dépourvu d’émetteurs de type radiateurs !

Par Philippe NUNES
Ingénieur ENSAIS-ICG et Directeur Général d'XPAIR, il intervient en apportant son éclairage et son expérience de plus de 25 ans dans les métiers du génie climatique et énergétique.

→ AUTRES CHRONIQUES DE PHILIPPE NUNES

→ SOURCES & LIENS

Commentaires

  • aurore
    21/02/2017

    Bonjour, ma maison est actuellement equipée d'une chaudiere fue l industrielle) à air pulsé, qui consomme enormément. Pas de chauffage d'eau chaude donc. On isole la maison petit à petit, et l'on utilise des radiateurs electriques et un poele. Nous renovons une grande piece qu'il va falloir chauffer sans mettre du bois dans un poele. Pensez vous que l'on puisse installer une PAC air/air avec gaines de chauffage en utilisant le circuit existant. il faut pousser l'air sur 2 etages sur 250m², Sachant que les gaines existent quel serait le montant du budget 2 blocs, et regulateur d'ouverture de gaines.

  • 17/03/2013

    Il y quelques années (~2006) les PAC air/air ont été aidées par l'état. Puis en 200?, il a eu un été chaud et sec. Comme au plus froid de l'hiver pointe de consommation électrique. Les centrales nucléaires ne peuvent pas grand chose, le débit des fleuves et rivières sont au plus bas. On doit en plein mois d'aout alors que les usines sont en vacances importés du courant de chez nos voisins. Après analyse c'est la faute des PAC subventionnées utilisées en clim........donc du coup l'état arrête de subventionner ! Mais c'est pas catastrophique car les professionnels avaient bien souvent majorés leur tarif de la prime d'état. En clair les prix de base n'ont pas beaucoup variés. Il n'en demeure pas moins qu'avec un COP de 3 le kwh devient de 0,04 € , coût imbatable même vis à vis du bois, sauf si on à une forêt sur son terrain.

  • 21/02/2013

    La pompe à chaleur air air est une solution adaptée au bâtiment basse consommation est bien évidemment au respect de la réglementation thermique 2012. Comme la pompe à chaleur air eau, la pompe à chaleur air air et un équipement à énergie renouvelable. Rappelons que la réglementation thermique 2012 oblige à installer un équipement à énergie renouvelable dans le cas de la maison individuelle. Ce raisonnement est également valable pour l'habitation collective. Le vecteur air associé à la pompe à chaleur air et est plus qu' intéressant pour atteindre des objectifs BBC. Je pense même qu'il est une solution de base pour atteindre le bepos c'est-à-dire le bâtiment à énergie positive, référence de la réglementation thermique 2020. Contrairement aux gaziers comme GDF Suez, qui pousse le vecteur eau avec la pompe à chaleur air eau ou la pompe à chaleur gaz, les acteurs d'EDF ne poussent pas avec autant d'intensité la pompe à chaleur air. Je ne sais pourquoi, peut-être pour préserver une industrie où les Français ne sont pas à la pointe (ce qui ne sont sont essentiellement asiatiques) ? Ce message s'adresse donc également aux stratèges et aux commerciaux d'EDF car c'est réellement une solution qui mérite plus d'ampleur.

  • 16/02/2013

    Bonjour, Je comptais mettre une pompe a chaleur gainable air/air, mais avec les nouvelles normes RT2012, est-ce que cela sera toujours possible??

  • Fred
    23/04/2012

    Bonjour, Merci pour toute ces infos. Je suis en train de renover une ancienne maison et je suis déjà conquis par la pac air air mais je trouve étonnant que les pouvoirs publics n''ai pas laissé de crédit d''impôt sur ce produit. Je pense que cela donnerait envie de s''équiper à de nombreuses personnes.

  • ROBERT
    29/03/2012

    Bravo pour cette chronique valorisant la pac air air. L''électricité est sans doute l''énergie la moins chère et la plus sécurisante en France sur le plan de l''evolution des prix. Avec le BBC peu de chauffage et nécessaire et les apports solaires sont plutôt bien gérés avec une PAC avec zoning.

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